概述

汽车发动机电控技术概述•本章主要内容：发动机电控技术的发展电控技术对发动机性能的影响应用在发动机上的电子控制系统发动机电控系统的基本组成学习目标：了解电控发动机的优点；了解电控发动机各控制系统的功能及主要控制内容；了解电控发动机控制系统主要的输入信号和执行器。始于20世纪60年代，分为三个阶段：•第一阶段：20世纪60年代中期到70年代中期主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机；•第二阶段：20世纪70年代末期到90年代中期为解决汽车安全、污染和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统；•第三阶段：20世纪90年代中期以后电子技术从发动机扩展到底盘、车身及柴油机多个领域，各种电控系统日趋完善，汽车电子化已达到相当高的程度电控系统控制：独立控制→集中控制→整车控制技术一、发动机电控技术的发展–提高发动机的动力性；–提高发动机的燃油经济性；–降低排放污染；–改善发动机的加速和减速性能；–改善发动机的起动性能；–发动机故障发生率大大降低，自诊断与报警系统的应用，提高了故障诊断的速度和准确性，缩短汽车因发动机故障而停驶的时间。二、电控技术对发动机性能的影响三、应用在发动机上的电子控制系统–电控燃油喷射系统EFI–电控点火系统ESA–怠速控制系统ISC–排放控制系统–进气控制系统–增压控制系统–巡航控制系统–警告提示–自诊断与报警系统–失效保护系统–应急备用系统–其他控制系统•电子燃油喷射系统（EFI）功用：根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。•电控点火系统（ESA）功用：是点火提前角控制。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。•怠速控制系统（ISC）功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。•排放控制系统功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括：废气再循环（EGR）控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。•进气控制系统功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。•增压控制系统功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力，对增加装置进行控制，从而控制增压装置对进气增压的强度。•巡航控制系统功用：设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。•警告提示功用：由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示。•自诊断与报警系统功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。•失效保护系统功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。•应急备用系统功用：是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中。四、发动机电控系统的基本组成任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三部分。信号输入装置（各种传感器）电子控制单元(ECU)执行元件电控系统的基本组成传感器执行器电控燃油喷射系统基本原理影片二、电控燃油喷射系统的组成霍尔传感器（G40）喷油器（N30－N33）活性碳罐空气流量计（G70）活性炭罐电磁阀（N80）ECU（J220）氧传感器（G39）水温传感器（G62）节气门控制组件（J338）2号爆震传感器（G66）转速传感器（G28）进气温度传感器（G72）点火线圈（N152）1号爆震传感器（G61）–信号输入装置：各种传感器，用于采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU。常用的传感器有：空气流量计、进气管绝对压力传感器、节气门位置传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、爆燃传感器、起动开关、空调开关、档位开关、制动灯开关等。–电子控制单元（ECU）：给传感器提供参考电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令。–执行元件：受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。常用的执行元件有：喷油器、点火器、怠速控制阀、EGR阀、炭罐电磁阀、油泵继电器、节气门控制电机、二次空气喷射阀、仪表显示器等。传感器的类型及功用空气流量计MAFS：测量发动机的进气量，将信号输入ECU。进气管绝对压力传感器MAPS：测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU。节气门位置传感器TPS：检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。凸轮轴位置传感器CMPS：提供曲轴转角基准位置信号。曲轴位置传感器CKPS：检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。进气温度传感器IATS：检测进气温度信号。冷却液温度传感器ECTS：给ECU提供冷却液温度信号。车速传感器VSS：检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号）。氧传感器O2S：检测排气中的氧含量。爆燃传感器KS：检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。空调开关A/C：当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。档位开关：自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入信号。起动开关STA：发动机起动时，给ECU提供一个起动信号。制动灯开关：制动时，向ECU提供制动信号。动力转向开关：当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。巡航控制开关：当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。霍尔传感器(G40)安装位置及作用作用：感应凸轮轴位置和转速信号，将此信号传给ECU以确定点火时刻和喷油时刻。返回喷油器(N30-N33)安装位置及作用作用：在ECU的控制下向进气歧管内喷油，喷油量的大小取决于ECU确定的时长，以便根据进气量的多少、发动机负荷状况形成不同混合浓度的可燃混合气。返回活性碳罐安装位置活性碳罐安装于此。(图中未显示碳罐，只可见其进、出软管)返回空气流量计(G70)安装位置及作用作用：热膜式，检测进气量的多少，给发动机ECU提供进气数量信号。返回活性碳罐电磁阀(N80)安装位置及作用作用：发动机在热机状况下由ECU控制打开此阀，发动机把吸附在碳罐中的燃油蒸汽吸入进气管返回ECU(J220)的安装位置及作用作用：发动机管理系统，接收各种输入信号并加以处理，输出执行命令返回水温传感器(G62)安装位置及作用作用：感应冷却水温度，并将其变成电信号传给ECU返回节气门组件(J338)安装位置返回进气温度传感器(G72)安装位置及作用作用：用于感应进气温度，将此信号传给ECU，修正喷油量和点火正时。返回点火线圈(N152)安装位置返回1#爆振传感器(G61)安装位置及作用2#爆振传感器(G66)安装在三四缸之间的相同位置。作用：感应发动机工作时的爆振状况。如产生爆振，将信号传给ECU，ECU将对点火时刻进行调整，以消除或减轻爆振。返回其它元件的安装位置燃油压力调节器燃油泵转速传感器(G28)氧传感器(G39)位于排气管上(图中未显示)返回